数据库应用系统设计实例.pdf

- 1 - 第八章 数据库应用系统设计实例 前面章节主要介绍数据库系统的有关理论和方法， 开发应用系统是多方面知识和技能的 综合运用， 本章将以一个高校教学管理系统的设计过程， 来说明数据库系统设计的有关理论 与实际开发过程的对应关系，使读者更深入地理解理论如何指导实践，从而提高灵活、综合 运用知识的系统开发能力。 本章偏重于数据库应用系统的设计，没有涉及应用程序的设计。对此，读者可参考有关 开发工具和软件工程方面的相关资料。 本章学习目的和要求： 系统总体需求描述与设计； 利用 DFD 及 DD 描述系统需求； 利用 ERM 设计系统概念模型； ERM 向关系模型转换； 表结构设计； 数据库、表、视图、索引等的创建。 8．1 系统总体需求简介 高校教学管理，在不同的高校有其自身的特殊性，业务关系复杂程度各有不同。本章的 主要目的，是为了说明应用系统开发过程。由于篇幅有限，将对实际的教学管理系统进行简 化，如教师综合业绩的考评和考核、学生综合能力的评价等，都没有考虑。 8．1．1 用户总体业务结构 高校教学管理业务，包括 4 个主要部分：学生的学籍及成绩管理、制定教学计划、学生 选课管理以及执行教学调度安排。各业务包括的主要内容为： 学籍及成绩管理包括：各院系的教务员完成学生学籍注册、毕业、学籍异动处理，各 授课教师完成所讲授课程成绩的录人，然后由教务员进行学生成绩的审核认可。 制定教学计划包括：由教务部门完成学生指导性教学计划、培养方案的制定，开设课 程的注册以及调整。 学生选课管理包括： 学生根据开设课程和培养计划选择本学期所修课程， 教务员对学 生所选课程确认处理。 执行教学调度安排包括： 教务员根据本学期所开课程、 教师上课情况以及学生选课情 况完成排课、调课、考试安排、教室管理。 8．1．2 总体安全要求 系统安全的主要目标，是保护系统资源免受毁坏、替换、盗窃和丢失。系统资源包括： 设备、存储介质、软件、数据等。具体来说，应达到以下安全要求： (1)保密性机密或敏感数据在存储、处理、传输过程中要保密，并确保用户在授权后才 能访问。 (2)完整性保证系统中的信息处于一种完整和未受损害的状态，防止因非授权访问、部 件故障或其他错误而引起的信息篡改、破坏或丢失。学校的教学管理系统的信息，对不同的 用户应有不同的访问权限， 每个学生只能选修培养计划中的课程， 学生只能查询自己的成绩， 成绩只能由讲授该门课程的老师录入，经教务人员核实后则不能修改。 (3)可靠性保障系统在复杂的网络环境下提供持续、可靠的服务。 - 2 - 8．2 系统总体设计 系统总体设计的主要任务，是从用户的总体需求出发，以现有技术条件为基础，以用户 可能接受的投资为基本前提，对系统的整体框架作较为宏观的描述。 其主要内容包括：系统的硬件平台、网络通信设备、网络拓扑结构、软件开发平台以及 数据库系统的设计等。 应用系统的构建是一个较为复杂的系统工程， 是计算机知识的综合运 用。这里主要介绍系统的数据库设计，为了展现应用系统设计时所考虑内容的完整性，对其 他内容也将简要介绍，相关内容请参考有关参考资料。 8．2．1 系统设计考虑的主要内容 应用信息系统设计需要考虑的主要内容包括：用户数量和处理的信息量的多少，它决 定系统采用的结构，数据库管理系统和数据库服务器的选择；用户在地理上的分布，决定 网络的拓扑结构以及通信设备的选择；安全性方面的要求，决定采用哪些安全措施以及应 用软件和数据库表的结构；与现有系统的兼容性，原有系统使用的开发工具和数据库管理 系统，将影响到新系统采用的开发工具和数据库系统的选择。 8．2．2 系统的体系结构 现有管理信息系统采用的体系结构，可以分为两种：C／S(Client／Server)和 B／ S(Browser／Server)。 基于 C／S 二层结构的数据库应用中，应用系统分成客户端和服务器两部分，因此称 为二层结构。其工作过程为：客户端的机器执行应用程序，连接到后端的数据库服务器中， 向服务器请求存取数据信息，而数据访问和事务处理由服务端完成。 这种方案实现了功能的分布，即部分处理任务交给了客户端，而数据集中在服务器端。 这样可以保证数据的相对安全，并可以保证数据的同步。但是，因为企业的应用逻辑都编写 在客户端的应用程序中，造成客户端非常臃肿，且当应用系统需求改变时，所有在客户端的 应用程序都必须改变，使维护成本太高；另一方面，应用程序向处理服务器请求数据，并传 到客户端进行处理，这需要占用大量的网络通信带宽，这样将加重网络通信负荷。 为了解决 c／S 结构的缺陷，基于 B／S 的多层数据库系统结构应运而生。它是基于 Internet／Intranet 的体系结构模型，由客户端、web 服务器、应用服务器和数据库服务器 组成。 【数据库应用系统设计实例】 本章内容主要围绕高校教学管理系统的数据库应用系统设计展开，旨在通过实例演示如何将理论知识应用于实践，提升读者在系统开发中的综合能力。介绍了系统设计的目的和要求，包括系统总体需求描述、利用数据流程图（DFD）和数据字典（DD）描述需求、实体关系模型（ERM）设计、ERM向关系模型转换、表结构设计以及数据库相关对象（如表、视图、索引）的创建。 系统总体需求包括了四大部分的业务流程：学籍及成绩管理、教学计划制定、学生选课管理和教学调度执行。在安全方面，强调了保密性、完整性和可靠性，确保信息的安全访问和处理。此外，还概述了系统总体设计的任务，涵盖硬件平台、网络架构、软件开发平台和数据库系统设计，以及应用信息系统设计时需考虑的因素，如用户数量、信息量、地理分布、安全性、兼容性等。 系统设计通常采用两种体系结构：C/S（客户端/服务器）和B/S（浏览器/服务器）。C/S结构将应用分为客户端和服务器，数据处理集中在服务器端，但客户端程序的维护成本高且网络负担重。B/S结构基于互联网/内联网模型，由客户端、Web服务器、应用服务器和数据库服务器组成，降低了客户端的负担，增强了系统的可扩展性和维护性。 在数据库系统设计中，ERM用于描述系统概念模型，通过它能清晰地表示出实体、关系和属性，进而转换为关系模型，形成具体的数据库表结构。表结构设计是关键，要考虑字段类型、长度、主键、外键等，以确保数据的正确存储和高效检索。同时，视图和索引的创建能优化查询性能，提高系统的响应速度。 本章的学习目标在于使读者掌握如何将理论知识应用于实际的系统开发中，特别是数据库应用系统的构建，包括需求分析、系统设计和安全策略的制定。通过高校教学管理系统的实例，读者可以了解到一个完整的数据库应用系统从需求到实现的过程，以及在这个过程中需要注意的各种细节和决策点。